PURWARUPA SISTEM KENDALI ANTENA PENDETEKSI BERGERAK TERHADAP KOORDINAT POSISI PESAWAT UDARA TANPA AWAK

GHAFAR RAMADHAN FAQIH, R. Sumiharto, S.Si., M.Kom.

2017 | Skripsi | S1 ELEKTRONIKA DAN INSTRUMENTASI

Perubahan orientasi saat ground segment bergerak dapat menyebabkan komunikasi antara ground segment dengan UAV mengalami data lost. Purwarupa sistem kendali gerak telah dibuat pada antena pendeteksi bergerak terhadap koordinat posisi pesawat udara tanpa awak menggunakan kendali Proportional Integral Derivative (PID) dan koreksi sikap. Sistem kendali PID dan koreksi sikap digunakan untuk kendali gerak horizontal dan vertikal. Nilai acuan kendali PID untuk gerak horizontal adalah sudut azimut antara antena dan UAV. Sudut tersebut didapatkan dari metode Azimut antara dua buah titik koordinat dari GPS. Nilai acuan kendali PID untuk gerak vertikal adalah sudut elevasi yang didapat dari metode Haversine Formula dan Sinus Trigonemetri antara jarak dua titik koordinat terhadap ketinggian UAV. Koreksi sikap digunakan untuk mengadaptasi orientasi dari medium pembawa sistem antena pendeteksi agar tetap pada acuan azimut dan elevasi. Metode tuning PID yang digunakan untuk memperoleh konstanta pengendali PID adalah metode kedua penalaan Ziegler-Nichols dan tabel penalaran Ziegler-Nichols . Hasil yang diperoleh pada penelitian ini menunjukkan bahwa berdasarkan penalaan parameter PID azimut dan elevasi sistem antena pendeteksi, tipe kendali PD memberikan respon kendali terbaik untuk kedua geraknya. Tipe kendali PD azimut dengan nilai Kp 10,08 dan Kd 0,504 memberikan respon rise time 0,25 sekon dan settling time 0,25 sekon terhadap perubahan acuan sebesar 20 derajat. Tipe kendali PD elevasi dengan nilai Kp 3,125 dan Kd 0,15625 memberikan respon rise time 0,25 sekon dan settling time 0,4 sekon terhadap gangguan acuan sebesar 20 derajat. Purwarupa sistem kendali antena pendeteksi bergerak mampu mendeteksi UAV dengan adanya perubahan posisi maupun sikap dari medium pembawa sistem antena pendeteksi (mobile ground segment). Sistem antena pendeteksi secara teori dapat melakukan pendeteksian dengan kecepatan horizontal UAV Vy pada jarak Sy dan perubahan acuan 20 derajat untuk gerak horizontal dengan persamaan Vy((sy)max)=1,397Sy (m/s) dan untuk gerak vertikal dapat melakukan pendeteksian dengan kecepatan vertikal UAV Vx pada jarak Sx dan perubahan acuan 20 derajat dengan persamaan Vx((Sx)max)=0,873Sx (m/s).

Orientation change when mobile ground segment moving can cause data lost when ground segment communicate with UAV. Prototype motion control system has been made on dynamic antenna tracker of unmanned aerial vehicle using Proportional Integral Derivative (PID) control and attitude correction. PID control and attitude correction are used for horizontal and vertical motion control. PID control system reference for horizontal motion is an azimuth angle between antenna and UAV. The angle obtained by using Azimuth method between two coordinates from GPS. PID control system reference for vertical motion is the elevation angle given by Haversine Formula and law of sine trigonometry between two coordinates toward altitude of UAV. Attitude correction is used to adapt the orientation of antenna tracker�s carrier to hold antenna position based on the azimuth and elevation references. The tuning of PID controller was calculated with Ziegler-Nichols�s second method and tuning table of Ziegler-Nichols. The result from this project based on PID azimuth and elevation tuning on antenna tracker, shows that PD control have best response for both motion. Azimuth�s PD control type with Kp 10,08 and Kd 0,504 gave respons with 0.25 s rise time and 0.25 settling time toward 20o disturbance. Elevation�s PD control type with Kp 3.125 and Kd 0,15625 gave respons with 0.25 s rise time and 0.4 s settling time toward 20 degree disturbance. Prototype control system of dynamic antenna tracker can track UAV even there is a position or an attitude change from antenna tracker�s carrier (mobile ground segment). Antenna tracker can track with reference change up to 50o/s for vertical motion and 80o/s for horizontal motion. Antenna tracker can detect UAV with horizontal velocity Vy with range Sy and setpoint range 20 degree in Vy((sy)max)=1,397Sy (m/s) and for vertical motion can detect UAV with vertical velocity Vx with range Sx and setpoint range 20 degree in Vx((Sx)max)=0,873Sx (m/s).

Kata Kunci : PID, Azimut, Elevasi, Ziegler-Nichols